JP3247295B2 - サーボ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ロケット，航空
機または人工衛星等を追尾する管制レーダや通信用アン
テナおよび工作機械等の機械駆動系を制御するサーボ装
置に関するものである。
機または人工衛星等を追尾する管制レーダや通信用アン
テナおよび工作機械等の機械駆動系を制御するサーボ装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のサーボ装置を示す構成図で
あり、図において、１はサーボ装置、２は管制レーダや
通信用アンテナおよび工作機械等の機械駆動系である。
３はサーボ装置１内に設けられ、他の装置、他の検出器
あるいはその検出値に基づいて演算する装置から入力さ
れた位置指令値Ｘc と機械駆動系２からの位置検出値４
とに基づいて速度指令値Ｖc を演算する位置補償部、５
はその位置補償部３によって演算された速度指令値Ｖc
と機械駆動系２からの速度検出値６とに基づいて駆動指
令値Ｔc を演算し、機械駆動系２に出力する速度補償部
である。
あり、図において、１はサーボ装置、２は管制レーダや
通信用アンテナおよび工作機械等の機械駆動系である。
３はサーボ装置１内に設けられ、他の装置、他の検出器
あるいはその検出値に基づいて演算する装置から入力さ
れた位置指令値Ｘc と機械駆動系２からの位置検出値４
とに基づいて速度指令値Ｖc を演算する位置補償部、５
はその位置補償部３によって演算された速度指令値Ｖc
と機械駆動系２からの速度検出値６とに基づいて駆動指
令値Ｔc を演算し、機械駆動系２に出力する速度補償部
である。
【０００３】また、位置補償部３において、７は位置指
令値Ｘc より上記機械駆動系２からの位置検出値４を減
算する減算器、８はその減算器によって算出された位置
誤差値Ｘe を比例倍する比例要素、９はその比例要素８
によって算出された値Ｘ1 を積分演算する積分要素であ
り、比例要素８と積分要素９とで、いわゆる比例積分型
補償（ＰＩ補償）を構成している。１０はそれら比例演
算した結果の値Ｘ1 と積分演算した結果の値Ｘ2 とを加
算する加算器であり、この加算器１０の出力が速度指令
値Ｖc として速度補償部５に出力されるものである。さ
らに、機械駆動系２において、１１は駆動力指令値Ｔc
を入力として速度を得る慣性モーメントを伴った積分要
素であり、その速度信号は速度検出値６として速度補償
部５に出力される。また、１２は速度を積分して位置を
得る積分要素であり、その位置は位置検出値４として減
算器７に向けてフィードバックされる。１３は位置ルー
プ、１４は速度ループであり、位置ループ１３の内部に
速度ループ１４を構成している。
令値Ｘc より上記機械駆動系２からの位置検出値４を減
算する減算器、８はその減算器によって算出された位置
誤差値Ｘe を比例倍する比例要素、９はその比例要素８
によって算出された値Ｘ1 を積分演算する積分要素であ
り、比例要素８と積分要素９とで、いわゆる比例積分型
補償（ＰＩ補償）を構成している。１０はそれら比例演
算した結果の値Ｘ1 と積分演算した結果の値Ｘ2 とを加
算する加算器であり、この加算器１０の出力が速度指令
値Ｖc として速度補償部５に出力されるものである。さ
らに、機械駆動系２において、１１は駆動力指令値Ｔc
を入力として速度を得る慣性モーメントを伴った積分要
素であり、その速度信号は速度検出値６として速度補償
部５に出力される。また、１２は速度を積分して位置を
得る積分要素であり、その位置は位置検出値４として減
算器７に向けてフィードバックされる。１３は位置ルー
プ、１４は速度ループであり、位置ループ１３の内部に
速度ループ１４を構成している。
【０００４】次に動作について説明する。図５のサーボ
装置は、位置を制御するための位置ループ１３と、その
内部に設けられた速度を制御するための速度ループ１４
から構成されており、位置ループ特性を補償する位置補
償部３では、サーボ装置１に入力された位置指令値Ｘc
より機械駆動系２からフィードバックされた位置検出値
４を減算器７で減算し、その位置誤差値Ｘe を比例要素
８により比例演算する。積分要素９ではその比例要素８
によって算出された値Ｘ1 を積分演算し、加算器１０に
よってそれら比例演算した結果の値Ｘ1 と積分演算した
結果の値Ｘ2 とを加算し、速度指令値Ｖc として速度補
償部５に出力する。
装置は、位置を制御するための位置ループ１３と、その
内部に設けられた速度を制御するための速度ループ１４
から構成されており、位置ループ特性を補償する位置補
償部３では、サーボ装置１に入力された位置指令値Ｘc
より機械駆動系２からフィードバックされた位置検出値
４を減算器７で減算し、その位置誤差値Ｘe を比例要素
８により比例演算する。積分要素９ではその比例要素８
によって算出された値Ｘ1 を積分演算し、加算器１０に
よってそれら比例演算した結果の値Ｘ1 と積分演算した
結果の値Ｘ2 とを加算し、速度指令値Ｖc として速度補
償部５に出力する。
【０００５】また、速度補償部５では、その位置補償部
３によって演算された速度指令値Ｖc と機械駆動系２か
らの速度検出値６とを入力として駆動指令値Ｔc を演算
し、その機械駆動系２に出力する。さらに、機械駆動系
２では、慣性モーメントＪを伴った積分要素１１により
駆動指令値Ｔc を入力として速度を出力し、積分要素１
２によりその速度を積分して位置を得る。それら速度信
号および位置信号は、速度補償部５および減算器７に速
度検出値６および位置検出値４としてフィードバックさ
れる。
３によって演算された速度指令値Ｖc と機械駆動系２か
らの速度検出値６とを入力として駆動指令値Ｔc を演算
し、その機械駆動系２に出力する。さらに、機械駆動系
２では、慣性モーメントＪを伴った積分要素１１により
駆動指令値Ｔc を入力として速度を出力し、積分要素１
２によりその速度を積分して位置を得る。それら速度信
号および位置信号は、速度補償部５および減算器７に速
度検出値６および位置検出値４としてフィードバックさ
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のサーボ装置は以
上のように構成されているので、位置指令値Ｘc として
非常に大きなステップ状の指令値が入力されたり、追尾
目標を切り替えたりする時に、位置誤差値Ｘe が非常に
大きな値となり、この結果、積分要素９の出力値Ｘ2 が
大きくなり続けるため、これを一成分とする速度補償部
５ヘの速度指令値Ｖc が、必要以上に大きくなり、オー
バーシュートが大きくなったり、ハンチングを起こした
り、追尾目標の捕捉が遅れたりするなどの課題があっ
た。
上のように構成されているので、位置指令値Ｘc として
非常に大きなステップ状の指令値が入力されたり、追尾
目標を切り替えたりする時に、位置誤差値Ｘe が非常に
大きな値となり、この結果、積分要素９の出力値Ｘ2 が
大きくなり続けるため、これを一成分とする速度補償部
５ヘの速度指令値Ｖc が、必要以上に大きくなり、オー
バーシュートが大きくなったり、ハンチングを起こした
り、追尾目標の捕捉が遅れたりするなどの課題があっ
た。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、追尾目標の捕捉が高速なサーボ装
置を得ることを目的とする。
めになされたもので、追尾目標の捕捉が高速なサーボ装
置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るサーボ装置は、位置指令値からその変化率である位置
指令変化率値を算出し、その位置指令変化率値を越えな
いように比例積分要素の出力値を制限させる微分要素を
備えたものである。
るサーボ装置は、位置指令値からその変化率である位置
指令変化率値を算出し、その位置指令変化率値を越えな
いように比例積分要素の出力値を制限させる微分要素を
備えたものである。
【０００９】請求項２記載の発明に係るサーボ装置は、
位置指令値を微分演算し、積分要素によって積分演算さ
れた値をその微分演算された位置指令変化率値を越えな
いように制限させる微分要素を備えたものである。
位置指令値を微分演算し、積分要素によって積分演算さ
れた値をその微分演算された位置指令変化率値を越えな
いように制限させる微分要素を備えたものである。
【００１０】請求項３記載の発明に係るサーボ装置は、
位置誤差値と機械駆動系からの位置検出値との和に基づ
いて微分演算し、積分要素によって積分演算された値を
その微分演算された位置指令変化率値を越えないように
制限させる微分要素を備えたものである。
位置誤差値と機械駆動系からの位置検出値との和に基づ
いて微分演算し、積分要素によって積分演算された値を
その微分演算された位置指令変化率値を越えないように
制限させる微分要素を備えたものである。
【００１１】請求項４記載の発明に係るサーボ装置は、
微分要素を、位置指令変化率値を推定演算するカルマン
フィルタで代用したものである。
微分要素を、位置指令変化率値を推定演算するカルマン
フィルタで代用したものである。
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるサ
ーボ装置を示す構成図であり、図において、１はサーボ
装置、２は管制レーダや通信用アンテナおよび工作機械
等の機械駆動系である。３はサーボ装置１内に設けら
れ、他の制御装置、他の検出器あるいはその検出値に基
づいて演算する装置から入力された位置指令値Ｘc と機
械駆動系２からフィードバックされた位置検出値４とに
基づいて速度指令値Ｖc を演算する位置補償部、５はそ
の位置補償部３によって算出された速度指令値Ｖcと機
械駆動系２からフィードバックされた速度検出値６とに
基づいて駆動指令値Ｔc を演算し、機械駆動系２に出力
する速度補償部である。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるサ
ーボ装置を示す構成図であり、図において、１はサーボ
装置、２は管制レーダや通信用アンテナおよび工作機械
等の機械駆動系である。３はサーボ装置１内に設けら
れ、他の制御装置、他の検出器あるいはその検出値に基
づいて演算する装置から入力された位置指令値Ｘc と機
械駆動系２からフィードバックされた位置検出値４とに
基づいて速度指令値Ｖc を演算する位置補償部、５はそ
の位置補償部３によって算出された速度指令値Ｖcと機
械駆動系２からフィードバックされた速度検出値６とに
基づいて駆動指令値Ｔc を演算し、機械駆動系２に出力
する速度補償部である。
【００１４】また、位置補償部３において、７は位置指
令値Ｘc より上記機械駆動系２からフィードバックされ
た位置検出値４を減算する減算器、８はその減算器７に
よって算出された位置誤差値Ｘe を比例倍する比例要
素、９はその比例要素８によって比例倍された結果の値
Ｘ1 を積分演算する積分要素であり、比例要素８と積分
要素９とで、いわゆる比例積分型補償（ＰＩ補償）する
比例積分要素を構成している。１０はそれら比例倍され
た結果の値Ｘ1 と積分演算された結果の値Ｘ2 とを加算
する加算器であり、この加算器１０の出力が速度指令値
Ｖc として速度補償部５に出力されるものである。さら
に、機械駆動系２において、１１は駆動指令値Ｔc を入
力として速度を出力する慣性モーメントＪを伴った積分
要素であり、その速度出力は速度検出値６として速度補
償部５にフィードバックされる。また、１２は速度を積
分して位置を得る積分要素であり、その位置出力は位置
検出値４として減算器７にフィードバックされる。１３
は位置ループ、１４は速度ループであり、位置ループ１
３の内部に速度ループ１４を構成している。以上、図６
に示した従来装置と同一である。また、この発明の実施
の形態１では、上記位置指令値Ｘc を微分演算し、上記
積分要素９によって積分演算された結果の値Ｘ2 とその
微分演算された結果の位置指令変化率値Ｖd とを比較
し、積分演算された値Ｘ2 が位置指令変化率値Ｖdを越
える場合にその積分演算された値Ｘ2 を位置指令変化率
値Ｖd に制限する微分要素を備えたものである。
令値Ｘc より上記機械駆動系２からフィードバックされ
た位置検出値４を減算する減算器、８はその減算器７に
よって算出された位置誤差値Ｘe を比例倍する比例要
素、９はその比例要素８によって比例倍された結果の値
Ｘ1 を積分演算する積分要素であり、比例要素８と積分
要素９とで、いわゆる比例積分型補償（ＰＩ補償）する
比例積分要素を構成している。１０はそれら比例倍され
た結果の値Ｘ1 と積分演算された結果の値Ｘ2 とを加算
する加算器であり、この加算器１０の出力が速度指令値
Ｖc として速度補償部５に出力されるものである。さら
に、機械駆動系２において、１１は駆動指令値Ｔc を入
力として速度を出力する慣性モーメントＪを伴った積分
要素であり、その速度出力は速度検出値６として速度補
償部５にフィードバックされる。また、１２は速度を積
分して位置を得る積分要素であり、その位置出力は位置
検出値４として減算器７にフィードバックされる。１３
は位置ループ、１４は速度ループであり、位置ループ１
３の内部に速度ループ１４を構成している。以上、図６
に示した従来装置と同一である。また、この発明の実施
の形態１では、上記位置指令値Ｘc を微分演算し、上記
積分要素９によって積分演算された結果の値Ｘ2 とその
微分演算された結果の位置指令変化率値Ｖd とを比較
し、積分演算された値Ｘ2 が位置指令変化率値Ｖdを越
える場合にその積分演算された値Ｘ2 を位置指令変化率
値Ｖd に制限する微分要素を備えたものである。
【００１５】次に動作について説明する。図１のサーボ
装置は、位置を制御するための位置ループ１３と、その
内部に設けられた速度を制御するための速度ループ１４
から構成されており、位置補償部３では、サーボ装置１
に入力された位置指令値Ｘc より機械駆動系２からフィ
ードバックされた位置検出値４を減算器７で減算し、そ
の算出結果である位置誤差値Ｘe を比例要素８により比
例演算する。積分要素９ではその比例要素８によって比
例倍された値Ｘ1 を積分演算し、加算器１０によってそ
れら比例倍された値Ｘ1 と積分演算された値Ｘ2 とを加
算し、速度指令値Ｖc として速度補償部５に出力する。
装置は、位置を制御するための位置ループ１３と、その
内部に設けられた速度を制御するための速度ループ１４
から構成されており、位置補償部３では、サーボ装置１
に入力された位置指令値Ｘc より機械駆動系２からフィ
ードバックされた位置検出値４を減算器７で減算し、そ
の算出結果である位置誤差値Ｘe を比例要素８により比
例演算する。積分要素９ではその比例要素８によって比
例倍された値Ｘ1 を積分演算し、加算器１０によってそ
れら比例倍された値Ｘ1 と積分演算された値Ｘ2 とを加
算し、速度指令値Ｖc として速度補償部５に出力する。
【００１６】また、速度補償部５では、その位置補償部
３によって演算された速度指令値Ｖc と機械駆動系２か
らの速度検出値６とに基づいて駆動力指令値Ｔc を演算
し、その機械駆動系２に出力する。さらに、機械駆動系
２では、慣性モーメントＪを伴った積分要素１１により
駆動指令値Ｔc を入力として速度を出力し、積分要素１
２によりその速度を積分して位置を得る。それら速度お
よび位置は速度補償部５および減算器７に速度検出値６
および位置検出値４としてフィードバックされる。
３によって演算された速度指令値Ｖc と機械駆動系２か
らの速度検出値６とに基づいて駆動力指令値Ｔc を演算
し、その機械駆動系２に出力する。さらに、機械駆動系
２では、慣性モーメントＪを伴った積分要素１１により
駆動指令値Ｔc を入力として速度を出力し、積分要素１
２によりその速度を積分して位置を得る。それら速度お
よび位置は速度補償部５および減算器７に速度検出値６
および位置検出値４としてフィードバックされる。
【００１７】ここで、図６に示した従来装置では、速度
指令値Ｖc として大きなステップ状の指令値が入力され
たり、追尾目標を切り替えたりする時に、位置誤差値Ｘ
e が非常に大きな値となり、この結果、積分要素９の出
力値Ｘ2 が大きくなり続けるため、これを一成分とする
速度補償部５ヘの速度指令値Ｖc が、必要以上に大きく
なり、オーバーシュートが大きくなったり、ハンチング
を起こしたり、追尾目標の捕捉が遅れたりしたが、この
発明の実施の形態１では、上記位置指令値Ｘcを微分演
算し、位置誤差値Ｘe を上記積分要素９によって積分演
算された値Ｘ2とその微分演算された位置指令変化率値
Ｖd とを比較し、積分演算された値Ｘ2が位置指令変化
率値Ｖd を越える場合にその積分演算された値Ｘ2 を位
置指令変化率値Ｖd に制限する微分要素２１を備えてい
る。
指令値Ｖc として大きなステップ状の指令値が入力され
たり、追尾目標を切り替えたりする時に、位置誤差値Ｘ
e が非常に大きな値となり、この結果、積分要素９の出
力値Ｘ2 が大きくなり続けるため、これを一成分とする
速度補償部５ヘの速度指令値Ｖc が、必要以上に大きく
なり、オーバーシュートが大きくなったり、ハンチング
を起こしたり、追尾目標の捕捉が遅れたりしたが、この
発明の実施の形態１では、上記位置指令値Ｘcを微分演
算し、位置誤差値Ｘe を上記積分要素９によって積分演
算された値Ｘ2とその微分演算された位置指令変化率値
Ｖd とを比較し、積分演算された値Ｘ2が位置指令変化
率値Ｖd を越える場合にその積分演算された値Ｘ2 を位
置指令変化率値Ｖd に制限する微分要素２１を備えてい
る。
【００１８】図１における積分要素９は、追尾目標の速
度成分への追従を補償する効果があり、積分演算された
値Ｘ2 は速度指令値Ｖc の成分の大部分を担うことか
ら、目標を捕捉し誤差なく追尾するためには、この速度
指令値Ｖc が位置指令値Ｘc の変化率である位置指令変
化率値Ｖd とほぼ同一値になるのが望ましい。このた
め、積分演算された値Ｘ2 を位置指令変化率値Ｖd より
常に小さくすれば、必要以上に速度指令値Ｖc が大きく
なることを防ぎ、オーバーシュートの大きさや回数を抑
え、目標物の捕捉を高速に行えるようになる。
度成分への追従を補償する効果があり、積分演算された
値Ｘ2 は速度指令値Ｖc の成分の大部分を担うことか
ら、目標を捕捉し誤差なく追尾するためには、この速度
指令値Ｖc が位置指令値Ｘc の変化率である位置指令変
化率値Ｖd とほぼ同一値になるのが望ましい。このた
め、積分演算された値Ｘ2 を位置指令変化率値Ｖd より
常に小さくすれば、必要以上に速度指令値Ｖc が大きく
なることを防ぎ、オーバーシュートの大きさや回数を抑
え、目標物の捕捉を高速に行えるようになる。
【００１９】以下、この微分要素２１に関する動作につ
いて説明する。図１において、位置指令値Ｘc から微分
要素２１により位置指令変化率値Ｖdが演算される。即
ち、位置指令変化率値Ｖd は位置指令値Ｘc の変化率で
あり、追尾目標の速度を表す。そして、積分要素９の出
力値Ｘ2 は、常に位置指令変化率値Ｖd を越えないよう
に制限する。この積分要素９の出力値Ｘ2 は、速度補償
部５ヘの速度指令値Ｖc の一成分であるので、積分要素
９の出力値Ｘ2 を制限すれば必要以上に速度指令値Ｖc
が大きくなることがない。このため、オーバーシュート
は抑制され、ハンチングが生ずることなく、追尾目標の
捕捉を高速にできる利点がある。
いて説明する。図１において、位置指令値Ｘc から微分
要素２１により位置指令変化率値Ｖdが演算される。即
ち、位置指令変化率値Ｖd は位置指令値Ｘc の変化率で
あり、追尾目標の速度を表す。そして、積分要素９の出
力値Ｘ2 は、常に位置指令変化率値Ｖd を越えないよう
に制限する。この積分要素９の出力値Ｘ2 は、速度補償
部５ヘの速度指令値Ｖc の一成分であるので、積分要素
９の出力値Ｘ2 を制限すれば必要以上に速度指令値Ｖc
が大きくなることがない。このため、オーバーシュート
は抑制され、ハンチングが生ずることなく、追尾目標の
捕捉を高速にできる利点がある。
【００２０】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、位置指令値Ｘc から微分要素２１により位置指令変
化率値Ｖd を算出し、積分要素９の出力値Ｘ2 を常に位
置指令変化率値Ｖd を越えないよう制限するように構成
したので、必要以上に速度指令値Ｖc が大きくなること
がなく、オーバーシュートを抑え、ハンチングが生ずる
ことなく、追尾目標の捕捉を高速にできる効果がある。
ば、位置指令値Ｘc から微分要素２１により位置指令変
化率値Ｖd を算出し、積分要素９の出力値Ｘ2 を常に位
置指令変化率値Ｖd を越えないよう制限するように構成
したので、必要以上に速度指令値Ｖc が大きくなること
がなく、オーバーシュートを抑え、ハンチングが生ずる
ことなく、追尾目標の捕捉を高速にできる効果がある。
【００２１】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２によるサーボ装置を示す構成図であり、図におい
て、２２は位置誤差値Ｘe と機械駆動系２からフィード
バックされた位置検出値４とを加算する加算器である。
その他の構成については実施の形態１と同一なので、重
複する説明を省略する。
態２によるサーボ装置を示す構成図であり、図におい
て、２２は位置誤差値Ｘe と機械駆動系２からフィード
バックされた位置検出値４とを加算する加算器である。
その他の構成については実施の形態１と同一なので、重
複する説明を省略する。
【００２２】次に動作について説明する。この実施の形
態２によるサーボ装置１は、位置指令値Ｘc が得られ
ず、位置誤差値Ｘe のみ得られる場合に適用するもので
あり、図２に示すように、機械駆動系２からフィードバ
ックされた位置検出値４と位置誤差値Ｘe とを加算器２
２により加算し、推定位置指令値Ｘc-est を求め、この
推定位置指令値Ｘc-est から微分要素２１により推定位
置指令変化率値Ｖd-est を演算し、この推定位置指令変
化率値Ｖd-est を越えないように積分要素９の出力値Ｘ
2 を制限する。
態２によるサーボ装置１は、位置指令値Ｘc が得られ
ず、位置誤差値Ｘe のみ得られる場合に適用するもので
あり、図２に示すように、機械駆動系２からフィードバ
ックされた位置検出値４と位置誤差値Ｘe とを加算器２
２により加算し、推定位置指令値Ｘc-est を求め、この
推定位置指令値Ｘc-est から微分要素２１により推定位
置指令変化率値Ｖd-est を演算し、この推定位置指令変
化率値Ｖd-est を越えないように積分要素９の出力値Ｘ
2 を制限する。
【００２３】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、機械駆動系２からフィードバックされた位置検出値
４と位置誤差値Ｘe とを加算器２２により加算し、推定
位置指令値Ｘc-est を求め、この推定位置指令値Ｘ
c-est から微分要素２１により推定位置指令変化率値Ｖ
d-est を演算し、この推定位置指令変化率値Ｖd-est を
越えないように積分要素９の出力値Ｘ2 を制限するよう
に構成したので、サーボ装置１が位置指令値Ｘc が得ら
れず、位置誤差値Ｘe のみ得られる場合においても、必
要以上に速度指令値Ｖc が大きくなることがなく、オー
バーシュートを抑え、ハンチングが生ずることなく、追
尾目標の捕捉を高速にできる効果がある。
ば、機械駆動系２からフィードバックされた位置検出値
４と位置誤差値Ｘe とを加算器２２により加算し、推定
位置指令値Ｘc-est を求め、この推定位置指令値Ｘ
c-est から微分要素２１により推定位置指令変化率値Ｖ
d-est を演算し、この推定位置指令変化率値Ｖd-est を
越えないように積分要素９の出力値Ｘ2 を制限するよう
に構成したので、サーボ装置１が位置指令値Ｘc が得ら
れず、位置誤差値Ｘe のみ得られる場合においても、必
要以上に速度指令値Ｖc が大きくなることがなく、オー
バーシュートを抑え、ハンチングが生ずることなく、追
尾目標の捕捉を高速にできる効果がある。
【００２４】実施の形態３．図３，図４はこの発明の実
施の形態３によるサーボ装置を示す構成図であり、図に
おいて、２３は微分要素２１の代用として設けられた位
置指令変化率値を推定演算するカルマンフィルタであ
る。その他の構成については実施の形態１および実施の
形態２と同一なので、重複する説明を省略する。
施の形態３によるサーボ装置を示す構成図であり、図に
おいて、２３は微分要素２１の代用として設けられた位
置指令変化率値を推定演算するカルマンフィルタであ
る。その他の構成については実施の形態１および実施の
形態２と同一なので、重複する説明を省略する。
【００２５】次に動作について説明する。図３に示すよ
うに、位置指令値Ｘc をカルマンフィルタ２３に入力
し、推定位置指令変化率値Ｖd-est を演算し、この推定
位置指令変化率値Ｖd-est を越えないように積分要素９
の出力値Ｘ2 を制限する。また、図４に示すように、機
械駆動系２からフィードバックされた位置検出値４と位
置誤差値Ｘe とを加算器２２により加算し、推定位置指
令値Ｘc-est を求め、この推定位置指令値Ｘc-est をカ
ルマンフィルタ２３に入力し、推定位置指令変化率値Ｖ
d-est を演算し、この推定位置指令変化率値Ｖd-est を
越えないように積分要素９の出力値Ｘ2 を制限する。
うに、位置指令値Ｘc をカルマンフィルタ２３に入力
し、推定位置指令変化率値Ｖd-est を演算し、この推定
位置指令変化率値Ｖd-est を越えないように積分要素９
の出力値Ｘ2 を制限する。また、図４に示すように、機
械駆動系２からフィードバックされた位置検出値４と位
置誤差値Ｘe とを加算器２２により加算し、推定位置指
令値Ｘc-est を求め、この推定位置指令値Ｘc-est をカ
ルマンフィルタ２３に入力し、推定位置指令変化率値Ｖ
d-est を演算し、この推定位置指令変化率値Ｖd-est を
越えないように積分要素９の出力値Ｘ2 を制限する。
【００２６】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、実施の形態１および実施の形態２の微分要素２１の
代用として推定位置指令変化率値Ｖd-est を推定演算す
るカルマンフィルタ２３を設けるように構成したので、
必要以上に速度指令値Ｖc が大きくなることがなく、オ
ーバーシュートを抑え、ハンチングが生ずることなく、
追尾目標の捕捉を高速にできる効果がある。また、位置
指令値Ｘc または位置誤差値Ｘe に雑音が混入している
場合においても、カルマンフィルタ２３によりその雑音
を除去することができ、高精度な制御をすることができ
る効果がある。さらに、カルマンフィルタ２３はソフト
ウェアによって構成されているので、様々なサーボ装置
１に応じて容易に構成できる効果がある。
ば、実施の形態１および実施の形態２の微分要素２１の
代用として推定位置指令変化率値Ｖd-est を推定演算す
るカルマンフィルタ２３を設けるように構成したので、
必要以上に速度指令値Ｖc が大きくなることがなく、オ
ーバーシュートを抑え、ハンチングが生ずることなく、
追尾目標の捕捉を高速にできる効果がある。また、位置
指令値Ｘc または位置誤差値Ｘe に雑音が混入している
場合においても、カルマンフィルタ２３によりその雑音
を除去することができ、高精度な制御をすることができ
る効果がある。さらに、カルマンフィルタ２３はソフト
ウェアによって構成されているので、様々なサーボ装置
１に応じて容易に構成できる効果がある。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、位置指令値からその変化率である位置指令変化率
値を算出し、その位置指令変化率値を越えないように比
例積分要素の出力値を制限させる微分要素を備えるよう
に構成したので、必要以上に速度指令値が大きくなるこ
とがなく、オーバーシュートを抑え、ハンチングが生ず
ることなく、追尾目標の捕捉を高速にできる効果があ
る。
れば、位置指令値からその変化率である位置指令変化率
値を算出し、その位置指令変化率値を越えないように比
例積分要素の出力値を制限させる微分要素を備えるよう
に構成したので、必要以上に速度指令値が大きくなるこ
とがなく、オーバーシュートを抑え、ハンチングが生ず
ることなく、追尾目標の捕捉を高速にできる効果があ
る。
【００３１】請求項２記載の発明によれば、位置指令値
を微分演算し、積分要素によって積分演算された値をそ
の微分演算された位置指令変化率値を越えないように制
限させる微分要素を備えるように構成したので、必要以
上に速度指令値が大きくなることがなく、オーバーシュ
ートおよびハンチングが生ずることなく、追尾目標の捕
捉を高速にできる効果がある。
を微分演算し、積分要素によって積分演算された値をそ
の微分演算された位置指令変化率値を越えないように制
限させる微分要素を備えるように構成したので、必要以
上に速度指令値が大きくなることがなく、オーバーシュ
ートおよびハンチングが生ずることなく、追尾目標の捕
捉を高速にできる効果がある。
【００３２】請求項３記載の発明によれば、位置誤差値
と機械駆動系からの位置検出値との和に基づいて微分演
算し、積分要素によって積分演算された値をその微分演
算された位置指令変化率値を越えないように制限させる
微分要素を備えるように構成したので、サーボ装置に位
置指令値が得られず、位置誤差値のみ得られる場合にお
いても、必要以上に速度指令値が大きくなることがな
く、オーバーシュートを抑え、ハンチングが生ずること
なく、追尾目標の捕捉を高速にできる効果がある。
と機械駆動系からの位置検出値との和に基づいて微分演
算し、積分要素によって積分演算された値をその微分演
算された位置指令変化率値を越えないように制限させる
微分要素を備えるように構成したので、サーボ装置に位
置指令値が得られず、位置誤差値のみ得られる場合にお
いても、必要以上に速度指令値が大きくなることがな
く、オーバーシュートを抑え、ハンチングが生ずること
なく、追尾目標の捕捉を高速にできる効果がある。
【００３３】請求項４記載の発明によれば、微分要素
を、位置指令変化率値を推定演算するカルマンフィルタ
で代用するように構成したので、必要以上に速度指令値
が大きくなることがなく、オーバーシュートを抑え、ハ
ンチングが生ずることなく、追尾目標の捕捉を高速にで
きる効果がある。また、位置指令値または位置誤差値に
雑音が混入している場合においても、カルマンフィルタ
によりその雑音を除去することができ、安定な制御をす
ることができる効果がある。さらに、カルマンフィルタ
はソフトウェアによって構成されているので、様々なサ
ーボ装置に応じて容易に構成できる効果がある。
を、位置指令変化率値を推定演算するカルマンフィルタ
で代用するように構成したので、必要以上に速度指令値
が大きくなることがなく、オーバーシュートを抑え、ハ
ンチングが生ずることなく、追尾目標の捕捉を高速にで
きる効果がある。また、位置指令値または位置誤差値に
雑音が混入している場合においても、カルマンフィルタ
によりその雑音を除去することができ、安定な制御をす
ることができる効果がある。さらに、カルマンフィルタ
はソフトウェアによって構成されているので、様々なサ
ーボ装置に応じて容易に構成できる効果がある。
【００３４】
【図１】 この発明の実施の形態１によるサーボ装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態２によるサーボ装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態３によるサーボ装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態３によるサーボ装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図５】 従来のサーボ装置を示す構成図である。
１ サーボ装置、２ 機械駆動系、３ 位置補償部、５
速度補償部、８ 比例要素、９ 積分要素、１３ 位
置ループ、１４ 速度ループ、２１ 微分要素、２３
カルマンフィルタ、２４ 判定器。
速度補償部、８ 比例要素、９ 積分要素、１３ 位
置ループ、１４ 速度ループ、２１ 微分要素、２３
カルマンフィルタ、２４ 判定器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−51840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−298610（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−500720（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/20 G05B 11/00 - 13/04
Claims (4)
- 【請求項１】 機械駆動系の速度検出値をフィードバッ
クする速度ループと、上記機械駆動系の位置検出値をフ
ィードバックする位置ループと、上記速度ループのルー
プ特性を補償する速度補償部と、上記位置ループのルー
プ特性を補償する位置補償部とを備えたサーボ装置にお
いて、上記位置補償部は、位置指令値と上記機械駆動系
からフィードバックされた位置検出値との偏差に基づい
て比例積分型補償する比例積分要素と、上記位置指令値
からその変化率である位置指令変化率値を算出し、その
位置指令変化率値を越えないように上記比例積分要素の
出力値を制限させる微分要素とを備えたことを特徴とす
るサーボ装置。 - 【請求項２】 位置指令値と機械駆動系からフィードバ
ックされた位置検出値とに基づいて速度指令値を演算す
る位置補償部と、その位置補償部によって演算された速
度指令値と上記機械駆動系からの速度検出値とに基づい
て駆動力指令値を演算し、その機械駆動系に出力する速
度補償部とを備えたサーボ装置において、上記位置補償
部は、上記位置指令値と上記機械駆動系からフィードバ
ックされた位置検出値との偏差を比例倍する比例要素
と、その比例要素によって比例倍された値を積分演算
し、その比例倍された値と積分演算された値との和を上
記速度指令値として上記速度補償部に出力する積分要素
と、上記位置指令値を微分演算し、上記積分要素によっ
て積分演算された値をその微分演算された位置指令変化
率値を越えないように制限させる微分要素とを備えたこ
とを特徴とするサーボ装置。 - 【請求項３】 位置誤差値と機械駆動系からフィードバ
ックされた位置検出値とに基づいて速度指令値を演算す
る位置補償部と、その位置補償部によって演算された速
度指令値と上記機械駆動系からフィードバックされた速
度検出値とに基づいて駆動力指令値を演算し、その機械
駆動系に出力する速度補償部とを備えたサーボ装置にお
いて、上記位置補償部は、上記位置誤差値を比例倍する
比例要素と、その比例要素によって比例倍された値を積
分演算し、その比例倍された値と積分演算された値との
和を上記速度指令値として上記速度補償部に出力する積
分要素と、上記位置誤差値と上記機械駆動系からフィー
ドバックされた位置検出値との和に基づいて微分演算
し、上記積分要素によって積分演算された値をその微分
演算された位置指令変化率値を越えないように制限させ
る微分要素とを備えたことを特徴とするサーボ装置。 - 【請求項４】 微分要素を、位置指令変化率値を推定演
算するカルマンフィルタで代用したことを特徴とする請
求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のサーボ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18479796A JP3247295B2 (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | サーボ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18479796A JP3247295B2 (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | サーボ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1031516A JPH1031516A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3247295B2 true JP3247295B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=16159469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18479796A Expired - Fee Related JP3247295B2 (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | サーボ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3247295B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7206581B2 (ja) * | 2015-10-12 | 2023-01-18 | フィッシャー－ローズマウント システムズ，インコーポレイテッド | 非周期的に更新されるコントローラにおける速度に基づく制御、プロセスを制御する方法、プロセスコントローラ |
| CN106154827B (zh) * | 2016-07-07 | 2019-05-24 | 中国飞机强度研究所 | 一种伺服控制信号补偿方法 |
| CN106843256B (zh) * | 2017-03-30 | 2020-08-07 | 上海航天控制技术研究所 | 一种采用位置速度双回路的卫星控制方法 |
-
1996
- 1996-07-15 JP JP18479796A patent/JP3247295B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1031516A (ja) | 1998-02-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |